Desintegración radiactiva – ley de desintegración y período de semidesintegración
FísicaFísica cuántica y nuclearEdades 17–18
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N₀ núcleos padre (rojos) se desintegran al azar en núcleos hijo (grises), todos con la misma probabilidad de desintegración por unidad de tiempo. La gráfica compara el número simulado de núcleos restantes N(t) con la curva teórica N = N₀·2^(−t/T); la constante de desintegración λ = ln2/T y la actividad A = λN se actualizan continuamente. Arrastra el cursor por la gráfica para leer N en cualquier instante.
Lección: Desintegración radiactiva, ley de desintegración, período de semidesintegración, actividad
Qué muestra
La desintegración radiactiva es aleatoria para cada núcleo: no se puede predecir cuál se desintegrará a continuación, aunque todos tienen la misma probabilidad de desintegrarse por unidad de tiempo. Con muchos núcleos, esto produce un comportamiento predecible, N = N₀·2^(−t/T), donde el período de semidesintegración T es el tiempo en que se desintegra la mitad de los núcleos que quedan. La constante de desintegración es λ = ln2/T y la actividad A = λN disminuye al mismo ritmo que N. Con muestras pequeñas, las fluctuaciones aleatorias alejan claramente el recuento simulado de la curva.
Cómo usarla
Ajusta Número inicial de núcleos N₀ y Período de semidesintegración T, pulsa Iniciar y observa cómo los núcleos padre rojos se vuelven grises. Compara el recuento simulado con la curva teórica tras cada período. Arrastra sobre la gráfica para leer N en 2T o 3T. Repite con N₀ = 50 y N₀ = 400 para ver cómo influye el tamaño de la muestra en el ajuste, y usa Velocidad de la simulación si T es largo.
Parámetros que puedes cambiar
- Número inicial de núcleos N₀ 50–400
- Período de semidesintegración T 1–20 s
- Velocidad de la simulación 0,5–4 ×
- Mostrar curva teórica N₀·2^(−t/T)
Preguntas para explorar
- ¿Puedes predecir qué núcleo se desintegrará a continuación? ¿Qué puedes predecir sobre la muestra en conjunto?
- ¿Por qué la curva simulada se ajusta mejor a la teórica cuando N₀ es grande?
- ¿Qué fracción de los núcleos iniciales queda después de tres períodos de semidesintegración?
Ideas para la clase
Todas las guías- Clases a distancia con simulaciones interactivasClases a distancia con simulaciones interactivas: da una clase en directo compartiendo pantalla y enlace, pon tareas asíncronas y mira cada respuesta. Dos ejemplos.
- Laboratorio virtual de absorción de radiación: α, β y γLaboratorio virtual de absorción de radiación con contador Geiger: resta el fondo, frena α, β y γ con papel, aluminio y plomo, y prueba el inverso del cuadrado.
